技术摘要：
本发明涉及一种用于运行车辆(15)的可被废气穿流的颗粒过滤器(1)的方法，在其中将灰分引入颗粒过滤器(1)的过滤体(3)中，沿废气流动方向(6)在过滤体(3)上游至少一种灰分形成物(8)或至少一种灰分组分(8)至少间接地设置在至少一个载体材料(9)上。
背景技术：
长期以来，颗粒过滤器一直用于从车辆的尤其是构造为柴油发动机的内燃机的废 气中过滤颗粒、尤其是烟灰颗粒。但颗粒过滤器也用于汽油发动机。随着实际行驶运行排放 (RDE)法规的出台，可以预料由汽油发动机驱动的车辆也将普遍装备颗粒过滤器。 已经发现，处于其未使用状态(也称为新鲜状态)的相应颗粒过滤器尚不具有其全 部过滤效率。例如尚未使用的颗粒过滤器的过滤效率可能仅能阻挡车辆相应内燃机废气中 所包含的颗粒的约50％。可通过加入烟灰或灰分来提高过滤效率(也称为过滤率)。烟灰可 在足够的温度下和存在氧气时燃烧掉。相反，灰分在使用寿命中基本上保留在颗粒过滤器 中。 但过滤效率随着发动机的运行时间而提高。例如来自燃烧的发动机油的灰分、即 燃烧残余物有助于提高颗粒过滤器的过滤效率。但需要一些时间直到在颗粒过滤器过滤体 的壁上形成足够的灰分层，其将颗粒过滤器的过滤效率提高到希望的水平。例如在具有作 为汽油发动机运行的内燃机的车辆中可能需要大约50,000公里的行驶距离来达到足够的 过滤效率。
技术实现要素：
本发明的任务在于这样改进开头所述类型的方法和颗粒过滤器，使得可以特别简 单的方式将灰分引入颗粒过滤器的过滤体中。 根据本发明，所述任务通过具有权利要求1特征的方法和具有权利要求25特征的 颗粒过滤器来解决。本发明的有利实施方式是从属权利要求的技术方案。 在根据本发明的、用于运行车辆、尤其是机动车的、尤其是可被内燃机的废气穿流 的颗粒过滤器的方法中，将灰分引入颗粒过滤器的过滤体中。尤其是在例如构造为汽车、尤 其是轿车的车辆的正常运行期间使用过滤体来从废气中过滤出废气中可能包含的颗粒、尤 其是烟灰颗粒。将灰分有针对性地或人为地或按希望引入过滤体中也称为颗粒过滤器的预 灰化。进行颗粒过滤器的预灰化是为了有针对性地提高其过滤效率(也称为过滤率)，尤其 是与在未使用状态中尚未进行预灰化的颗粒过滤器的未使用状态(也称为新鲜状态)相比。 因此，本发明着眼于将灰分提前引入颗粒过滤器，从而在将车辆交付给客户之前 确保将过滤率提高到足够高的水平。也可想到，在首次将颗粒过滤器安装在车辆上或车辆 中的维护或修理范围中进行预灰化。 为了能够以特别简单的方式将灰分引入颗粒过滤器的过滤体中，根据本发明规 4 CN 111601956 A 说　明　书 2/10 页 定，沿废气流动方向在过滤体上游将至少一种灰分形成物(Aschebildner)或至少一种灰分 组分(Aschebestandteil)至少间接地、尤其是直接地设置在至少一个载体材料上。换句话 说，根据本发明规定，在过滤体上游至少一个灰分元件设置在至少一个载体材料上和/或旁 和/或中，作为灰分元件使用至少一种灰分形成物或至少一种灰分组分。特征“灰分形成物 至少间接地、尤其是直接设置在载体材料上”尤其是应理解为灰分形成物或灰分组分至少 间接地、尤其是直接地设置在所述至少一个载体材料上和/或旁和/或中。特征“灰分形成物 或灰分组分直接设置在载体材料上”尤其是应理解为灰分形成物或灰分组分直接或紧邻地 接触载体材料。特征“灰分形成物或灰分组分间接设置在载体材料旁或中和/或上”尤其是 应理解为灰分形成物或灰分组分通过至少一个附加部件设置、尤其是保持在载体材料上。 在根据本发明方法的范围中，通过在过滤体上游将所述至少一种灰分形成物或所 述至少一种灰分组分设置在所述至少一个载体材料上和/或旁和/或中来将灰分引入到过 滤体中。待引入过滤体中的灰分例如由灰分形成物形成或者说由灰分形成物提供，尤其是 使得灰分形成物通过穿流颗粒过滤器并且因此流向和/或绕流灰分形成物的废气解体 (zerlegen)、即例如分解 这尤其是应理解为灰分形成物解体成多个小的部 分。替代或附加地可想到，灰分形成物尤其是通过废气燃烧并由此提供灰分。当例如使用所 述至少一种灰分组分时，该灰分组分本身构成至少一部分待引入过滤体中的灰分，从而通 过引入灰分组分而将灰分引入过滤体中。首先将载体材料和灰分形成物或灰分组分相对于 穿流颗粒过滤器的废气的流动方向设置在待引入灰分的过滤体上游并且优选设置在装备 有颗粒过滤器的车辆的内燃机的至少一个燃烧室下游。然后，在载体材料和灰分形成物或 灰分组分设置在过滤体上游之后，灰分形成物提供灰分或灰分组分构成至少一部分灰分， 使得灰分被引入过滤体中。通过将灰分引入过滤体中，灰分例如沉积在过滤体的相应壁区 域的相应表面上。以此方式可以特别低成本的方式为过滤体设置灰分。 例如通过灰分形成物的燃烧产生燃烧残余物，该燃烧残余物是待引入过滤体中的 灰分。这些灰分例如与废气一起被引入或进入颗粒过滤器的过滤体中，由此提高了颗粒过 滤器的过滤效率。这可以简单的方式进行，因为仅将具有灰分形成物或灰分组分的载体材 料设置在过滤体上游并因此例如设置在过滤体的输入侧端侧上。由此可以特别低的成本并 且不费力地将灰分引入颗粒过滤器中、尤其是引入过滤体中。 载体材料例如是不可燃的载体材料。这尤其是应理解为载体材料可这构造，使得 载体材料在灰分形成物或灰分组分燃烧的温度下尚不燃烧，从而可将灰分特别简单地且有 针对性地引入过滤体中。此外，也可这样构造载体材料，使得载体材料在灰分形成物或灰分 组分尚未燃烧的温度下燃烧，从而可将灰分特别简单地且有针对性地引入过滤体中。 还可想到，灰分形成物或灰分组分和载体材料由不同的材料制成。例如这样将灰 分引入过滤体中，使得灰分形成物或灰分组分与载体材料分开或分离。尤其是使灰分组分 或灰分形成物与载体材料热分离。为此尤其是利用废气或其温度。为了将灰分引入过滤体 中，例如使装备有颗粒过滤器的车辆的上述内燃机运行，以使内燃机提供废气。废气随后流 过颗粒过滤器。在此废气优选具有使灰分形成物燃烧的高温。替代或附加地，灰分形成物或 灰分组分例如与载体材料通过废气的高温分离。 通过将灰分引入颗粒过滤器的过滤体中已经可在颗粒过滤器的使用寿命刚开始 时就实现颗粒过滤器的高过滤效率。因此，尤其是在颗粒过滤器开始运行时，装备有颗粒过 5 CN 111601956 A 说　明　书 3/10 页 滤器的车辆的内燃机不需要或仅需要较少地以尽可能减少烟灰颗粒形成的方式来运行。因 此该方法也可特别简单且因此低成本地实施。此外，在将灰分引入颗粒过滤器的过滤体中 所需的构件或装置方面以及在尤其是用于开发的人员成本方面可实现节约潜力。 作为载体材料可使用至少一种纸和/或至少一种塑料。作为灰分形成物例如可使 用金属层。具有金属层作为灰分形成物的纸作为载体材料可特别简单且低成本地提供并且 设置在过滤体上游、尤其是过滤体的输入侧端侧上。还可想到，将含有金属和/或金属氧化 物的浆料作为灰分形成物设置在尤其是纸和/或塑料形式的载体材料上，以便提供灰分。 本发明尤其是基于下述知识：烟灰可在足够高的温度下并且在存在氧气时燃烧 掉。相反，灰分在整个使用寿命中基本上保留在颗粒过滤器中、尤其是过滤体中。因此，本发 明着眼于提前将灰分引入过滤体中，引入灰分确保尤其是在车辆离开工厂并交付给客户之 前使过滤效率(也称为过滤率)达到足够高的水平。根据本发明的方法可在制造车辆的范围 中或尤其是在车间中更换或改装颗粒过滤器时使用，该方法尤其是基于以下事实：灰分形 成物尤其是通过废气燃烧或者所述至少一种直接构成至少一部分灰分的灰分形成物直接 进入过滤体中。这意味着，灰分形成物和灰分组分的区别尤其是在于灰分组分本身已经构 成一部分待引入过滤体中的灰分。与此相对，灰分形成物本身并不构成灰分，而是灰分形成 物尤其是通过废气燃烧并且由此提供待引入过滤体中的灰分。再换句话说，灰分形成物燃 烧来形成待引入过滤体中的灰分。由此产生灰分组分的燃烧残余物，这些燃烧残余物构成 待引入过滤体中的灰分。最后，将燃烧残余物或灰分引入过滤体中。但灰分组分不必燃烧并 且并非通过燃烧来提供待引入过滤体中的灰分，而是灰分组分本身就构成至少一部分待引 入过滤体中的灰分，而无需燃烧。灰分形成物或灰分组分借助载体材料定位于过滤体上游 并且因此废气可流到其上和/或绕流其。这意味着，通过将灰分形成物或灰分组分定位于过 滤体上游使灰分形成物或灰分组分暴露在废气或由废气形成的废气流中。由此灰分形成物 例如可通过废气燃烧和/或使灰分形成物或灰分组分与载体材料分离和/或解体和/或分解 和/或载体材料本身可通过废气解体或分解和/或燃烧。 通过根据本发明的方法可以简单且因此低成本的方式确保在将车辆交付给客户 时颗粒过滤器就已经具有足够高的过滤率，从而也可在极端驾驶操纵中随时确保通过颗粒 过滤器从废气中过滤出足够的颗粒量，以便可靠地满足法律规定。因而在车辆的使用寿命 开始时即使在极端驾驶操纵的情况下也已经可确保排放特别低的运行。本发明是确保在严 格的RDE排放法规中确保许可的重要促成因素。 已证明特别有利的是，将具有催化涂层的颗粒过滤器用作颗粒过滤器。由此可以 低成本的方式确保排放特别低的运行。这意味着，颗粒过滤器具有至少一个催化作用涂层。 由此颗粒过滤器的空间需求较少，以便例如能够安装一个附加的三元催化器。随着颗粒过 滤器的进一步运行——其在运行期间被废气穿流，越来越多的颗粒量沉积在颗粒过滤器 中，因为其从废气中过滤出颗粒。沉积在颗粒过滤器中的烟灰颗粒量也称为颗粒过滤器的 负载(Beladung)。颗粒过滤器的上述再生可理解为至少降低颗粒过滤器的负载。如果现在 颗粒过滤器的催化作用涂层对于颗粒过滤器的再生起催化作用，则颗粒过滤器的再生通过 催化作用涂层辅助。涂层在此尤其是可催化地辅助主动再生和/或被动再生，在主动再生范 围中借助氧气至少降低负载。在被动再生范围中，尤其是当内燃机构造为柴油发动机时，借 助二氧化氮至少降低负载。 6 CN 111601956 A 说　明　书 4/10 页 为了能够特别简单且因此低成本地将灰分引入过滤体中，在本发明的另一种实施 方式中规定，将有机材料用作所述至少一个载体材料。 为了能够以特别低成本的方式将足够高的灰分量引入过滤体中，在本发明的另一 种实施形式中规定，将灰分形成物或灰分组分用作所述至少一个载体材料。因此，载体材料 本身用于将灰分引入过滤体中，从而可以简单的方式将特别高的灰分量引入过滤体中。 已表明特别有利的是，至少在载体材料上、旁或中不使用其它灰分形成物或灰分 组分。 另一种实施方式的特征在于，载体材料通过废气、尤其是通过其温度解体、即例如 分解。换句话说，通过废气、尤其是通过其温度使载体材料尤其热解体或分解。如果载体材 料本身例如是灰分组分，则解体或分解的载体材料在过滤体中可沉积在过滤体上或其壁区 域上，由此可以简单的方式实现颗粒过滤器的特别高的过滤率。此外，当载体材料是灰分形 成物时，载体材料的解体或分解可理解为载体材料通过废气燃烧。由此产生载体材料的燃 烧残余物，载体材料的燃烧残余物构成至少一部分待引入到过滤体中的灰分。载体材料的 燃烧残余物尤其是与第一种灰分组分或与第一种灰分形成物的燃烧残余物一起构成待引 入过滤体中的全部灰分，由此可以特别简单且低成本的方式将特别高的灰分量引入过滤体 中。 在本发明的另一种实施形式中规定，所述载体材料形锁合和/或力锁合或粘附、即 例如尤其是借助粘合剂材料锁合地或松动地被引入或设置在颗粒过滤器、尤其是过滤体的 端侧前方或上方。由此可以特别简单且低成本的方式将灰分引入过滤体中。 在本发明的另一种实施形式中，所述至少一种灰分形成物或灰分组分形锁合和/ 或力锁合或粘附、即尤其是借助粘合剂材料锁合地与载体材料连接。由此可保持成本特别 低。 另一种实施方式的特征在于，所述至少一种灰分形成物或灰分组分松动地定位于 或封装在载体材料中。尤其是可借助废气将灰分形成物或灰分组分从载体材料中输送出或 吹出并且输送到、尤其是吹入过滤体中。在此例如灰分形成物通过废气燃烧。 在本发明的另一种有利实施方式中，通过载体材料的造型或通过一方面灰分形成 物或灰分组分和载体材料和另一方面颗粒过滤器、尤其是过滤体之间的间隔件来形成间 隔，借助该间隔可避免直接与颗粒过滤器、尤其是与过滤体或颗粒过滤器端壁接触的缺点 或实现灰分在颗粒过滤器中、尤其是在过滤体中的分布方面的优点。换句话说，例如载体材 料和灰分形成物或灰分组分形成一个结构单元，该结构单元与颗粒过滤器、尤其是与过滤 体相距上述间隔地设置。结构单元和颗粒过滤器、尤其是过滤体之间的该间隔(也称为距 离)通过载体材料的造型或间隔件产生。结构单元与颗粒过滤器、尤其是与过滤体的这种间 隔可防止结构单元与过滤体直接接触，从而可避免可能由此产生的缺点。替代地或附加地， 灰分可通过所述间隔特别有利地分布并且因此以简单的方式且特别有利地被引入过滤体 中。 在本发明的另一种实施方式中，载体材料和/或灰分形成物或灰分组分具有至少 两个层或具有这样的形状，其提供至少一个用于引入灰分形成物或灰分组分的空腔。换句 话说，所述层分别部分地界定空腔或所述形状具有空腔，灰分形成物或灰分组分被引入该 空腔中。再换句话说，例如灰分形成物或灰分组分容纳在由所述层或形状形成的空腔中。由 7 CN 111601956 A 说　明　书 5/10 页 此可以特别简单且低成本的方式为过滤体设置灰分。 在本发明的另一种特别有利的实施形式中，将灰分形成物或灰分组分打印到载体 材料上，由此由灰分形成物或灰分组分制成至少一个打印层。打印优选是3D打印，借助其将 灰分组分或灰分形成物打印到载体材料上。由此载体材料设有至少一个由灰分形成物或灰 分组分制成的打印层。以此方式可特别节省时间和成本地制造上述结构单元，从而可特别 低成本地将灰分引入过滤体中。 已证明特别有利的是，在所述至少一个打印层中产生灰分形成物或灰分组分在载 体材料上的局部不同的分布。 另一种实施方式的特征在于，灰分形成物或灰分组分由至少两种不同的材料制 成。换句话说，灰分形成物或灰分组分包含至少两种不同的材料。替代地或附加地可想到， 制成灰分形成物或灰分组分的相应材料以局部不同的浓度施加或引入载体材料上和/或旁 和/或中。 在本发明的另一种实施方式中，灰分形成物或灰分组分和/或载体材料随后或预 先被冲孔、针刺或穿孔，以便提高可穿流性。例如在将灰分形成物或灰分组分和/或载体材 料设置在过滤体上游之前，先将其冲孔。通过冲孔、针刺或穿孔，灰分形成物或灰分组分和/ 或载体材料被设置至少一个或优选多个废气可穿流的穿流开口。由此废气背压可保持得特 别低。 另一种实施方式的特征在于，将金属、金属氧化物或金属化合物用作灰分形成物 或灰分组分。由此可特别简单且低成本地将灰分引入过滤体中。 在本发明的另一种实施方式中，在制造装备有颗粒过滤器的车辆的范围中这样运 行车辆的内燃机，使得至少在灰分形成物或灰分组分的区域中调节出适用于使灰分进入过 滤体和/或使载体材料解体或分解的条件。所述条件尤其是包括废气的温度、尤其是废气的 如此高的温度，以致于废气、尤其是其温度使灰分形成物燃烧和/或载体材料解体或分解 和/或尤其是当载体材料是灰分形成物时使载体材料燃烧和/或使灰分形成物或灰分组分 与载体材料分离。因此，通过所述条件例如可使上述结构单元解体或分解，从而可以特别简 单的方式将足够高的灰分量引入过滤体中。 在本发明的另一种实施方式中，这样调节装备有颗粒过滤器的车辆的内燃机的、 流过颗粒过滤器和在此尤其是流过过滤体的废气的温度和/或质量流，使得灰分至少大部 分沉积在过滤体的至少一个壁上。由此可以简单的方式实现过滤体的特别高的过滤率。 内燃机例如可构造为汽油发动机或可作为其运行或运行。还可想到，内燃机可构 造为柴油发动机或可作为其运行。内燃机还可构造为燃气轮机、蒸汽机或其它内燃机。因此 本发明可用于任何内燃机。 另一种实施方式的特征在于，将金属、金属氧化物或金属化合物用作灰分形成物 或灰分组分或灰分组分或灰分形成物具有金属、金属氧化物或金属化合物。 在本发明的另一种实施方式中规定，将碱金属、碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、 碱金属碳酸盐或碱金属化合物用作灰分形成物或灰分组分。 在本发明的另一种实施形式中规定，与硅结合的碱金属、如所谓的水玻璃作为灰 分形成物或灰分组分存在。 在本发明的另一种实施形式中规定，将碱土金属、碱土金属氧化物、碱土金属氢氧 8 CN 111601956 A 说　明　书 6/10 页 化物、碱土金属碳酸盐或碱土金属化合物用作灰分形成物或灰分组分。 另一种实施方式的特征在于，将镁、氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁或镁化合物用作灰 分形成物或灰分组分。 最后，已表明有利的是，将钙、氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙或钙化合物用作灰分形成 物或灰分组分。 本发明还涉及一种用于车辆内燃机的颗粒过滤器，包括可被内燃机废气穿流或绕 流的、用于过滤可能包含在废气中的颗粒、尤其是烟灰颗粒的过滤体。 为了能够以特别简单的方式将灰分引入颗粒过滤器的过滤体中，根据本发明规 定，沿废气流动方向在过滤体上游至少一种灰分形成物或至少一种灰分组分至少间接地设 置在至少一个载体材料上。根据本发明的方法的优点和有利实施方式应被视为根据本发明 的废气道的优点和有利实施方式，反之亦然。 附图说明 本发明的其它细节由下面参考附图对优选实施例的说明给出。附图如下： 图1示出根据第一种实施方式的用于车辆、尤其是用于车辆内燃机的本发明颗粒 过滤器的示意性剖视图，其中借助图1示出根据第一种实施方式的本发明方法； 图2示出根据第二种实施方式的本发明颗粒过滤器的示意性剖视图，其中借助图2 示出根据第二种实施方式的本发明方法； 图3示出根据第三种实施方式的本发明颗粒过滤器的示意性剖视图，其中借助图3 示出根据第三种实施方式的本发明方法； 图4示出根据第四种实施方式的本发明颗粒过滤器的示意性剖视图，其中借助图4 示出根据第四种实施方式的本发明方法； 图5示出根据第五种实施方式的本发明颗粒过滤器的示意性剖视图，其中借助图5 示出根据第五种实施方式的本发明方法； 图6示出根据第六种实施方式的本发明颗粒过滤器的载体材料的示意性透视图； 图7示出根据第七种实施方式的本发明颗粒过滤器的载体材料的示意性透视图； 图8示出根据第八种实施方式的本发明颗粒过滤器的载体材料的示意性透视图； 图9示出根据第九种实施方式的本发明颗粒过滤器的载体材料的示意性透视图； 和 图10示出构造为机动车的车辆的示意图，其装备有颗粒过滤器和内燃机。